生物體液MicroRNA在前列腺癌診斷中的研究進展

李文超，陳明

(1.東南大學 醫學院，江蘇 南京　210009； 2.東南大學附屬中大醫院 泌尿外科，江蘇 南京　210009)

生物體液MicroRNA在前列腺癌診斷中的研究進展

李文超1，陳明2

(1.東南大學 醫學院，江蘇 南京210009； 2.東南大學附屬中大醫院 泌尿外科，江蘇 南京210009)

[摘要]對于前列腺癌，前列腺癌根治術、根治性放療以及內分泌治療均是有效的治療方法。隨著疾病的進展，大多數前列腺癌最終發展為去勢抵抗性前列腺癌，而在這一期前列腺癌中有效的治療手段相對有限。同時在前列腺癌的診斷中，隨著臨床應用的深入和擴大，最常用的生物標志物前列腺特異性抗原也顯現出其局限性。因此在前列腺癌的診療過程中急需一種更加有效的生物標志物及治療靶點，從而做到早期診斷和靶向治療。微小核糖核酸(miRNAs)是一類短鏈核苷酸序列，可在轉錄后水平調控基因表達。已有大量的研究證明，miRNAs在包括前列腺癌在內的許多腫瘤中的表達與正常組織相比有明顯差異。然而在實際應用中，臨床工作者更希望從患者生物體液中直接獲得相關信息以達到早期快速診斷與預測。近年來有越來越多的研究開始關注生物體液中miRNAs的分析，作者就生物體液miRNAs與前列腺癌的研究進展及應用前景作一綜述。

[關鍵詞]前列腺癌microRNA； 生物體液； 檢測； 綜述

前列腺癌(prostate cancer，PCa)是影響男性健康的最常見惡性腫瘤之一[1]，多發生于60歲以上的老年男性。據美國癌癥協會的估計，2015年美國前列腺癌的新發病例可能達到220 800例，其中有27 540人死于前列腺癌[2]。在不同個體中前列腺癌的病程進展存在著明顯差異，一部分患者進展緩慢，但也有的可能在短時間內出現遠處轉移并最終導致死亡[3]。因此，有必要尋找一種特異性的分子生物學標志物來評估前列腺癌轉移及進展的風險。

微小核糖核酸(microRNAs，miRNAs)是一類長度約22 個核苷酸的非編碼單鏈RNA 分子，它們能在轉錄后及轉錄水平調節基因的表達。近年來越來越多的證據表明，miRNAs能做為一種理想的生物學標志物在腫瘤的診斷、預后和治療中發揮作用。單個miRNAs既可能發揮抑癌作用，也可能是促癌因素。而在各項研究中顯示，miRNAs的上調和下調與許多腫瘤的臨床病理學特征相關聯，其中包括了肺癌、肝細胞癌和乳腺癌[4- 6]。而評估前列腺組織中的某些特定miRNAs的表達水平可以用來發現腫瘤、預測預后以及提供治療靶點。

1生物體液miRNAs與前列腺癌

早前關于前列腺癌與miRNAs的大量研究主要基于前列腺組織中miRNAs的表達。譬如，在前列腺癌組織中miR- 19a的表達顯著上調，提示miR- 19a是前列腺癌的促癌基因[7]。然而，真正在實踐應用中臨床醫師希望能從患者體液中直接獲得相關信息以進行早期快速診斷與預測。因此，近年來越來越多的研究開始關注生物體液中miRNAs的分析。生物體液包括了血液、尿液、精液等，而腫瘤特異性miRNAs最早是在彌漫大B細胞淋巴瘤患者的血清中發現的。Patrick等在前列腺癌動物模型的血液中發現了循環腫瘤來源的miR- 629和miR- 660，特異性和敏感性達到100%。在腫瘤形成的早期階段即可出現miRNAs表達的失調，因此監測循環中miRNAs的水平有可能成為腫瘤早期診斷的方法之一。

1.1血清miRNAs

miRNAs主要通過兩種途徑進入體液，一種是當組織損傷或在細胞吞噬作用下碎裂細胞的miRNAs被動地進入體液，而另一種則是通過外泌體(exosome，一種直徑在40～100 nm的圓形單層膜結構)或與蛋白質、脂類等結合后主動分泌入體液[8]。雖然在血液中存在大量的核酸酶可分解游離的miRNAs，但是通過外泌體的作用可使得體液中存在穩定的、可探測的miRNAs[9]。另外，高密度脂蛋白、AGO1和AGO2基因可參與這一過程。最近有研究發現，甲基化、腺苷酸化及尿苷酸化等化學修飾作用也有助于形成穩定的miRNAs[8]。

Zhang等[10]在研究中發現前列腺癌骨轉移患者的血清miR- 141水平與其堿性磷酸酶水平呈正相關，因此miR- 141有可能作為前列腺癌骨轉移標志物。另外，Lodes等[11]發現與對照組相比，Ⅲ期或Ⅳ期前列腺癌患者的血清中有15種miRNAs表達上調，包括miR- 16、miR- 92a、miR- 103、miR- 107、miR- 197、miR- 34b、miR- 328、miR- 485- 3p、miR- 486- 5p、miR- 92b、miR- 574- 3p、miR- 636、miR- 640、miR- 766、miR- 885- 5p。

Haldrup等[12]在最近一項研究中發現，與前列腺增生患者相比前列腺癌患者的血清中miR- 141和miR- 375表達下調。他們在研究中同時還發現了3組血清中特異性較高的miRNAs簇，其中miR- 562/miR- 210/miR- 501- 3p/miR- 375/miR- 551b在前列腺癌患者血清中的特異性達到75%。與前列腺增生相比，let- 7a*/miR- 210/miR- 562/miR- 616可發現80%的轉移性前列腺癌。而與局限性前列腺癌相比，miR- 375/miR- 708/miR- 1203/miR- 200a可發現75%的轉移性前列腺癌。他們還發現了3組特異性較高的miRNAs，其中miR- 562/miR- 210/miR- 501- 3p/miR- 375/miR- 551b可發現84%的前列腺癌；與前列腺增生患者相比，在80%的進展性前列腺癌的患者中let- 7a*/miR- 210/miR- 562/miR- 616的表達顯著增加；而與局限性前列腺癌患者相比，75%的進展性前列腺癌患者中miR- 375/miR- 708/miR- 1203/miR- 200a的表達有顯著差異。

Srivastava等[13]分別研究了非裔美國人及高加索人種前列腺癌患者的血清miRNAs，他們發現在這兩類前列腺癌患者與對照組相比血清miR- 628- 5p表達均有顯著下調；同時高加索人種前列腺癌患者miR- 101表達較正常對照組有所下調。Westermann等[14]收集了54例前列腺癌患者的血清，并與良性疾病的對照組患者進行比較，他們發現miR- 141和miR- 26a- 1在兩組患者血清中的表達情況無明顯差異，而miR- 141在Gleason評分較高的患者中表達上調。

在最新發表的一項研究中Huang等[15]通過RNA測序技術證實，在去勢抵抗前列腺癌的循環微泡中miR- 375和miR- 1290表達上調。在隨后的大樣本隊列研究中發現，這兩者的表達與患者生存期有顯著的相關性。

1.2尿液miRNAs

除了對前列腺癌血清中miRNAs的研究，另外還有一部分研究著眼于尿液中miRNAs表達情況。Bryant等[16]通過RT- PCR方法分析了118例前列腺癌患者的尿液，他們發現與對照組相比，前列腺癌患者尿液細胞中miR- 107、miR- 141、miR- 200b、miR- 375和miR- 574- 3p的濃度顯著升高，其中miR- 107敏感性和特異性分別為67%和43%。而在另一項研究的同人種亞組中，前列腺癌患者尿液中miR- 205及miR- 214表達顯著下調，且敏感性達到了89%，特異性達80%[17]。

Sapre等在前列腺癌患者術前收集尿液分析miRNAs表達情況，并進行了中位時間3.9年的隨訪，他們發現在高危組前列腺癌中miR- 16、miR- 21和miR- 222的聯合檢測的表達顯著升高，且是高危前列腺預測因子(AUC=0.75)。然而，在隨后的驗證隊列研究中這一結果并沒有得到驗證，反而得出相反的結果[18]。

1.3前列腺液miRNAs

關于前列腺液的研究，Guzel等收集了前列腺癌及前列腺增生患者前列腺按摩液，他們發現前列腺癌患者miR- 203表達增加，而miR- 361- 3p、miR- 133b和miR- 221表達下調，且這4個miRNAs聯合預測前列腺癌的AUC達0.95[19]。

2體液miRNAs的檢測技術

Northern印跡法是最為傳統的miRNAs檢測技術，是miRNAs檢測的金標準[20]。它是通過探針與miRNAs雜交結合，然后通過探針的標記性質檢測出雜交體。但是這種方法操作耗時較長、靈敏度低，同時需要的標本量較大，目前主要用于miRNAs檢測結果的驗證。

另外，實時PCR技術和基因芯片技術是目前較為主流的循環miRNAs的檢測方法。實時PCR主要通過監測miRNAs擴增過程中反應體系熒光強度的變化來實現對miRNAs的定量和定性的檢測。而基因芯片技術又稱為微陣列(microarray)，與Northern印跡法的原理基本相同，但通過微陣列可以對大樣本進行快速的檢測。這兩者的優勢和缺陷也較為明顯。微陣列的優勢在于可以對miRNAs的表達譜進行高度完整的分析，而實時PCR法由于其高度的靈敏性，使其在表達量較低的miRNAs的檢測中展現其優勢。

為了進一步提高miRNAs檢測技術的效能，近年來也有很多研究在進行探索和嘗試。Asaga等[21]報道了他們團隊使用了一種更為靈敏的實時PCR方法，在0.625 μl的血清中直接檢測到miR- 21。Kim等[22]近期發表了一篇關于miRNAs檢測技術的研究，對目前miRNAs常用檢測技術的詳細過程進行了闡述，并提出了規范和優化的技術流程。

3總結與展望

根據以上的文獻綜述，我們發現到目前為止已有大量的研究證實生物體液中miRNAs與前列腺癌的復發、分級和進展有著顯著的相關性，同時miRNAs檢測的相關技術也在不斷地發展完善，這也提示miRNAs在預測前列腺癌發生發展及診斷治療中具有很大的潛力。然而，到目前為止還不能提供有效的證據來進行臨床階段的進一步研究。同時，上述的miRNAs與前列腺癌的相關性還需要更大樣本的研究來證實。

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[收稿日期]2015- 11- 23[修回日期] 2016- 01- 28

[基金項目]國家自然科學基金青年基金資助項目(81202034)

[作者簡介]李文超(1989-)，男，江蘇常州人，在讀碩士研究生。E- mail：270636605@qq.com

[通信作者]陳明E- mail:mingchen0712@seu.edu.cn

[中圖分類號]R737.25

[文獻標識碼]A

[文章編號]1671- 6264(2016)03- 0440- 03

doi：10.3969/j.issn.1671- 6264.2016.03.033

[引文格式] 李文超,陳明.生物體液MicroRNA在前列腺癌診斷中的研究進展[J].東南大學學報:醫學版,2016,35(3):440- 442.

·綜述·